高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法及通信方法技术

本发明专利技术提供了一种高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，初始化TMS周围等向散射和非等向散射的散射体数目；确定HAP天线单元到TMS天线单元之间的时变距离参数；确定HAP天线单元和TMS天线单元到散射体之间的时变距离参数；确定散射体到TMS天线单元的时变方位角参数和时变仰角参数；通过上述步骤中得到时变距离参数、时变方位角参数和时变仰角参数，求解三维几何随机模型的空时相关性函数，通过相关性分析来确定用户端天线间距、发端天线间距和环境因子对HAP‑MIMO信道的影响。同时提供了一种通信方法。本发明专利技术考虑了等向散射和非等向散射的散射体，更加符合实际的场景，因此可以更好的描述实际的信道的衰减情况。

【技术实现步骤摘要】
高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法及通信方法
本专利技术涉及无线通信
，具体地，涉及一种基于等向散射和非等向散射的高空平台多输入多输出技术三维几何随机模型(HAP-MIMO3-DGBSM)建立方法及通信方法。
技术介绍
近年来，随着无线通信技术的飞速发展，无线通信大业务量、高速率和高频谱效率的要求日益迫切，频谱资源已变得日益紧缺。在下一代无线通信技术中，高空平台被考虑为可以一种新的替代技术，已引起世界范围内的关注。在不增加发射功率和发送带宽的情况下，多输入多输出技术(Multiple-inputMultiple-output，MIMO)可以明显的增加无线通信系统的性能。然而，MIMO技术子信道之间的相关性又可以很明显的降低系统的性能。作为一种新兴的技术，面临的挑战是研究MIMO技术在高空平台(HighAltitudePlatform，HAP)通信系统中的应用。在实际的场景中，天线之间的相关性影响着和速率和发送方案的设计。准确的信道建模可以为今后的系统性能分析以及预编码算法设计提供依据。现有的技术中公开了：E.T.MichailidisandA.G.Kanatas的文献“T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，其特征在于，基于等向散射和非等向散射的散射体，包括如下步骤：步骤S1：初始化陆地移动基站TMS周围等向散射和非等向散射的散射体数目分别为N1和N2；步骤S2：确定高空平台HAP天线单元p到陆地移动基站TMS天线单元l之间的时变距离参数；步骤S3：确定高空平台HAP天线单元p和陆地移动基站TMS天线单元l到散射体

【技术特征摘要】
1.一种高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，其特征在于，基于等向散射和非等向散射的散射体，包括如下步骤：步骤S1：初始化陆地移动基站TMS周围等向散射和非等向散射的散射体数目分别为N1和N2；步骤S2：确定高空平台HAP天线单元p到陆地移动基站TMS天线单元l之间的时变距离参数；步骤S3：确定高空平台HAP天线单元p和陆地移动基站TMS天线单元l到散射体之间的时变距离参数；步骤S4：确定散射体到陆地移动基站TMS天线单元l的时变方位角参数和时变仰角参数；步骤S5：通过步骤S2、步骤S3和步骤S4中得到时变距离参数、时变方位角参数和时变仰角参数，求解三维几何随机模型的空时相关性函数，通过相关性分析来确定用户端天线间距、发端天线间距和环境因子对HAP-MIMO信道的影响。2.根据权利要求1所述的高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，其特征在于，所述步骤S2中，高空平台HAP天线单元p到陆地移动基站TMS天线单元l之间的时变距离参数的计算公式如下：式中：t表示初始时刻，τ表示时延，ξ(t)表示高空平台HAP到陆地移动基站TMS的初始水平距离，vR表示陆地移动基站TMS的速度，γR表示陆地移动基站TMS的运动方向，π表示圆周率，取3.1415926。3.根据权利要求1所述的高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，其特征在于，所述步骤S3，包括如下子步骤：步骤S3.1：求解高空平台HAP天线单元p和陆地移动基站TMS天线单元l到等向散射的散射体之间的时变距离参数，计算公式如下：式中：t表示初始时刻，τ表示时延，表示高空平台HAP天线单元p到散射体的初始距离，vR表示陆地移动基站TMS的速度，γR表示陆地移动基站TMS的运动方向，vS表示散射体的速度，γS表示散射体的运动方向，βT表示高空平台HAP到陆地移动基站TMS的俯仰角，表示散射体到陆地移动基站TMS天线单元l的初始距离，表示陆地移动基站TMS相对于散射体的运动速度，表示陆地移动基站TMS相对于散射体的运动方向，表示虚数单位，表示散射分量离开散射体的方位角，表示散射分量离开散射体的仰角；步骤S3.2：求解高空平台HAP天线单元p和陆地移动基站TMS天线单元l到非等向散射的散射体之间的时变距离参数，计算公式如下：式中：表示高空平台HAP天线单元p到散射体的初始距离，表示散射体到陆地移动基站TMS天线单元l的初始距离，表示散射分量离开散射体的方位角，表示散射分量离开散射体的仰角。4.根据权利要求1所述的高空平台MIMO三维几何随机模型建立方法，其特征在于，所述步骤S4，包括如下子步骤：步骤S4.1：求解等向散射的散射体到陆地移动基站TMS天线单元l的时变方位角参数和时变仰角参数的计算公式如下：式中：t表示初始时刻，τ表示时延，v表示陆地移动基站TMS相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：练柱先，蒋铃鸽，何晨，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31